高碱度烧结矿在南（京）钢生产中的实践
摘要 由于烧结厂24m2烧结机大修，高炉用料在烧结矿比下降，通过提高39m2烧结机生产的烧结矿碱度，满足高炉用料，烧结矿性能改善，高炉使用效果良好。
关键词 烧结矿 提高碱度 性能 效果
1、概况
南钢炼铁厂现有高炉5座（300m2*2+350m3*3），总容积为1650m3，日产生铁5500t左右，日消耗矿量8800t左右。高炉正常用料结构为70%烧结矿（R=1.7）+27%球团矿（R=0.25）+3%生矿。
烧结厂共有4台烧结机（24m2*2+39m2*2），日产烧结矿6000t左右，碱度为1.7±0.05。2002年8月底，进行公司性的年中检修，其中炼铁厂2号高炉（300m3）大修，工期为55天；烧结厂24m2烧结机大修，工期为35天。
由于24m2烧结机大修，高炉用料发生了很大变化，烧结矿入炉比由70%降到50%左右；同时，1.7的二元碱度已不能维持高炉炉料的碱度平衡。为了高炉用料合理，不用生熔剂，公司决定在24m2烧结机大修期间，将39m2烧结机生产的烧结矿碱度由1.7提高到2.1，以达到大比例配用球团矿来保证高炉的熟料率。
2、高碱度烧结的生产
2.1原料条件
烧结矿碱度提高前后的原料组成相同，主要是：自产混匀矿、南非粉矿、生石灰、石灰石和焦粉，其理化性能见表1。
| 品名 | 化学成分 | 粒度组成 | |||||||
| TFe | SiO2 | CaO | Al2O3 | MgO | ＜3mm | 3-5mm | 5-8mm | ＞8mm | |
| 混匀矿 | 61.64 | 4.16 | 1.67 | - | 1.27 | 52.3 | 18.8 | 22.4 | 6.5 |
| 南非粉矿 | 65.94 | 3.89 | 0.30 | 1 | - | 27.4 | 14.0 | 52.0 | 6.6 |
| 生石灰 | - | 1.50 | 80.0 | - | 1 | - | - | - | - |
| 石灰石 | - | 2.00 | 50.0 | - | 1 | - | - | - | - |
| 焦粉 | - | 7.00 | 1.00 | - | 0.80 | - | - | - | - |
对原料的基本要求：混匀矿按公司规定的配比进行混匀，要求成分稳定，减少堆与堆之间的波动；焦粉破碎要达到要求，＜3mm粒级要在82%以上；要协调好外供生石灰的数量，保证质量。
2.2烧结过程
1）用料配比。两种不同碱度烧结矿的用料配比结构见表2。
表2 两种不同碱度烧结矿的用料配比（%）
| 碱度 | 混匀矿 | 南非矿 | 生石灰 | 石灰石 | 焦粉 |
| R2=1.7 | 79.5 | 7 | 4.0 | 4.5 | 5.0 |
| R2=2.1 | 79.0 | 4 | 6.5 | 5.5 | 5.0 |
从表2可以看出，高碱度烧结矿的总铁料用量下降了3.5%，主要是减少了南非粉矿的用量；总熔剂量增加了3.5%，主要是生石灰增加了2.5%；燃料用量基本不变。
2）工艺参数。生产高碱度烧结矿时，其用料中的熔剂量，尤其是生石灰的用量增加。生石灰具有良好的亲水性和粘结性，能改善混合料的制粒效果，提高制粒小球的强度，增强混合料层的透气性，强化烧结过程，因此在生产高碱度烧结矿时，对一些烧结工艺参数作了相应调整：
①提高料层厚度。在保证烧结速度稳定和烧结矿强度的同时，将烧结料层厚度由520mm提高至550mm。
②降低点火温度。烧结料层提高后，点火烧嘴与料面的距离减小，缩短了点火火焰的长度，因而点火温度由原来的980℃下降到960℃。
③降低负压。生产高碱度烧结矿时，各风箱的负压由原来的15kPa降到13kPa。
④提高终点温度。随着碱度提高，烧结终点温度由170℃提高到210℃。
⑤控制烧结机速。虽然混合料的透气性提高，但为了使烧结时间不至于过短，保证烧结矿的强度，对烧结机速没有作大的调整。
3）烧结效果。高碱度烧结矿既是铁料又是熔剂，既具有足够的强度、均匀的粒度和良好的还原性，又有较好的软熔性能及较低的还原粉化率。生产时，随着烧结矿碱度的提高，其主要指标均有明显改善，见表3。
表3 主要烧结生产指标
| 碱度 | 台时产量/t?台-1?h-1 | 槽下筛分（5-10mm）/% | 槽下筛分（＜5mm）/% | 返矿率/% | FeO/% |
| R2=1.7 | 75.50 | 35.52 | 7.18 | 12.97 | 9.32 |
| R2=2.1 | 79.11 | 34.28 | 6.08 | 9.42 | 9.08 |
由表3可以看出，烧结机的台时产量增加了3.61t/（台?h），槽下筛分中5-10mm与＜5mm粒级所占比例，分别下降了1.24%和1.1%；FeO含量降低了0.24%；返矿率下降了3.55%。
在生产2.1碱度烧结矿的同时，还取样进行了烧结矿冶金性能试验，试验结果列于表4。
表4 高碱度烧结矿的冶金性能试验结果
| 试样号 | 还原粉化指标/% | 还原性指标 | |||
| RDI+6.3 | RDI+3.15 | RDI-0.5 | RI/% | RVI/%?-1 | |
| 1号 | 13.52 | 38.95 | 12.86 | 87.91 | 0.58 |
| 2号 | 13.41 | 39.54 | 12.72 | 89.86 | 0.56 |
| 试样号 | Ts/℃ | Tn/C | Td/℃ | Td-Ts/℃ | Td-Tn/℃ | △Pmas/kPa | S值/kPa?℃ |
| 1号 | 1076 | 1260 | 1410 | 334 | 150 | 9.36 | 749 |
| 2号 | 1068 | 1282 | 1460 | 392 | 178 | 5.59 | 521 |
从表4可以看出，高碱度烧结矿的RDI+6.3和RDI+3.15较低，RDI-0.5稍偏高；还原性优，RI在88%-89%；从熔滴指标看，Ts不高，熔化温度尚好，透气性指标S值尚好。值得说明的是，本次试验只取了两个试样，有些试验指标不是很理想，但与碱度为1.7的烧结矿相比，有很大的改善。
3、高碱度烧结矿的高炉应用情况
烧结矿碱度的提高，不仅满足了高炉用料的碱度平衡，而且还改善了烧结矿的性能，尤其是高炉操作者所敏感的烧结矿粒度组成得到了改善，为高炉强化冶炼创造了有利条件。表5列出了高炉2002年7、8、9月份的主要技术经济指标。
表5 高碱度烧结矿的高炉冶炼效果
| 时间 | 利用系数/t?m-3?d-1 | 综合焦比/kg?t-1 | 综合冶强/t?m-3?d-1 | 喷煤比/kg?t-1 | [Si]/% | 悬料次数/次 |
| 7月 | 3.425 | 483 | 1.652 | 131.7 | 0.60 | 1 |
| 8月 | 3.446 | 491 | 1.691 | 113.5 | 0.65 | 1 |
| 9月 | 3.644 | 467 | 2.065 | 158.5 | 0.56 | 0 |
由表5可以看出，采用高碱度烧结矿后，5号高炉的顺行度较好，在9月份全无悬料，利用系数9月份比7、8月份提高了0.219t/（m3?d）和0.198t（m3?d），喷煤比提高了26.8kg/t和45kg/t，综合焦比下降了16kg/t和24kg/t，[Si]下降了0.04%和0.09%。在此期间，高炉的操作制度没有发生较大的变化。
4、结语
1）高碱度烧结矿具有良好的冶金性能，为高炉强化冶炼提供了基础保证。
2）高碱度烧结矿的生产，要有稳定的原料条件，烧结工艺应作相应的调整。
3）高碱度烧结矿应用于高炉手，效果效好，尤其是对高炉顺行十分有利。
4）鉴于以上原因，9月底，24m2烧结机大修结束后，只将烧结矿的碱度由2.1降到1.9，而没有降到大修之前的1.7。
